中小學信息技術(shù)教育的新載體──智能機器人

1、  中小學信息技術(shù)教育的新載體智能機器人   論文摘要：我國的信息技術(shù) 教育 是從原來 計算 機教學的基礎(chǔ)上 發(fā)展 到今天的，其 內(nèi)容 也將會隨著信息技術(shù)的發(fā)展而變化。過去我們對信息技術(shù)教學內(nèi)容的理解與信息技術(shù)的發(fā)展狀況和信息技術(shù)教學載體（計算機）的惟一性是相關(guān)的。而智能機器人作為中小學校信息技術(shù)教育的另一載體的出現(xiàn)，不僅充實了信息技術(shù)教學的內(nèi)容，也使我們對中小學校信息技術(shù)教育有了一個新的認識。使中小學的信息技術(shù)教育更全面的體現(xiàn)了信息技術(shù)的內(nèi)涵。我國中小學智能機器人教育方興未艾，有識的信息技術(shù)基礎(chǔ)教育的決策者和工作者應(yīng)該抓住這一教育改革創(chuàng)新的先機，將我國

2、的信息技術(shù)教育推進到一個新的水平上。當今的教育是為以后的 經(jīng)濟 和 社會 發(fā)展打基礎(chǔ)的。有超前意識的教育工作者，應(yīng)該關(guān)注經(jīng)濟的發(fā)展趨勢，思考未來社會對人才培養(yǎng)的需求，并為培養(yǎng)高素質(zhì)的人才打好基礎(chǔ)。當今信息技術(shù)的發(fā)展日新月異，計算機作為一種信息處理工具被廣泛的普及使用。正是由于這個原因，我國逐步將中小學校的計算機課程改為了信息技術(shù)課程。而眾所周知的是信息技術(shù)的基本內(nèi)容包括：感測技術(shù)、通信技術(shù)、智能技術(shù)和控制技術(shù)。特別是20世紀中后期以來，在以上四種技術(shù)中，智能技術(shù)又處于核心地位。它已經(jīng)無孔不入地滲透到其它三種技術(shù)中。我國的信息技術(shù)教育是從原來計算機教學的基礎(chǔ)上發(fā)展到今天，其內(nèi)容也將會隨著信息技術(shù)

3、的發(fā)展而變化。多年來計算機作為信息技術(shù)教育的載體成為中小學信息技術(shù)教育的惟一工具，這種狀況決定了中小學校信息技術(shù)教育的教學內(nèi)容。也引發(fā)了對中小學信息技術(shù)教育內(nèi)容的爭論。例如：關(guān)于信息技術(shù)教育是否只要 學習 計算機使用的爭論和信息技術(shù)教育內(nèi)容中是否要有程序設(shè)計教學內(nèi)容的爭論。過去我們對信息技術(shù)教學內(nèi)容的理解與信息技術(shù)的發(fā)展狀況和信息技術(shù)教學載體（計算機）的惟一性是相關(guān)的。而智能機器人作為中小學校信息技術(shù)教育另一載體的出現(xiàn)，不僅充實了信息技術(shù)教學的內(nèi)容，也使我們對中小學校信息技術(shù)教育有了一個新的認識。使中小學的信息技術(shù)教育更全面的體現(xiàn)了信息技術(shù)的內(nèi)涵。一、讓智能機器人走進中小學校的信息技術(shù)教育隨著

4、智能技術(shù)的發(fā)展，智能機器人的教育走進中小學校已經(jīng)成為可能和必然趨勢，智能機器人技術(shù)融合了造型技術(shù)、機械、 電子 、傳感器、計算機軟件、硬件和人工智能等眾多先進技術(shù)，充分地體現(xiàn)了當代信息技術(shù)多個領(lǐng)域的先進技術(shù)，是信息技術(shù)的重要內(nèi)容，更是智能技術(shù)的結(jié)晶。智能機器人的教學內(nèi)容必將給信息技術(shù)基礎(chǔ)教育帶來新的活力，智能機器人會成為中小學生能力、素質(zhì)培養(yǎng)的智能平臺。在中小學信息技術(shù)教學中智能機器人將會與計算機一起成為信息技術(shù)教育的工具，承載起信息技術(shù)教學載體的任務(wù)。智能機器人教學內(nèi)容作為信息技術(shù)教學內(nèi)容之一的作用主要體現(xiàn)在以下三個方面。1使學生了解智能機器人這個信息技術(shù)前沿領(lǐng)域的發(fā)展和 應(yīng)用 狀況，了解智

5、能機器人的概念和工作方式，破除中小學生對智能機器人的神秘感，為進一步學習智能機器人技術(shù)的有關(guān)知識打下基礎(chǔ)。2使學生掌握為一種智能機器人下載程序的 方法 ，了解智能機器人的傳感器和驅(qū)動裝置的作用。理解體會程序是智能機器人的靈魂，了解體會智能機器人是怎樣在人的指揮下工作的。學習為一種智能機器人編寫程序，通過為機器人編寫程序?qū)W到 科學 而高效的思維方式，提高規(guī)劃能力，提高學生的 分析 問題 和解決問題的能力。3通過完成項目任務(wù)和比賽項目，使學生在為機器人擴充功能的過程中學習有關(guān)數(shù)字電路方面的知識，在組裝擴展機器人的過程中培養(yǎng)學生的動手能力、協(xié)作能力和創(chuàng)造能力。智能機器人教育走進普通中、小學校的可能性

6、和必然性，已經(jīng)在近兩年中得到了充分的體現(xiàn)。智能機器人教育在中、小學校中主要是從下面的方式體現(xiàn)出來的。1以校外 科技 活動為動力，在校內(nèi)以科技活動小組的方式出現(xiàn)。2以信息技術(shù)課內(nèi)容之一的方式出現(xiàn)在中、小學的信息技術(shù)課上。二、信息技術(shù)教育中的程序設(shè)計與智能機器人程序設(shè)計是中小學校信息技術(shù)學科教育的重要內(nèi)容之一。在80年代初我國開展信息技術(shù)教育之初就是以程序設(shè)計為主要教學內(nèi)容的。在中學程序設(shè)計能力強的同學在其它學科的學習中產(chǎn)生正遷移現(xiàn)象也屢見不鮮，程序設(shè)計課程在培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力和培養(yǎng)學生創(chuàng)造性思維上起著非常重要的作用。程序設(shè)計是計算機這一 現(xiàn)代 工具為基礎(chǔ)教育帶來的一種培養(yǎng)綜合能力的

7、新方法和新手段。在強調(diào)程序設(shè)計 教育 作用的同時反思 目前 程序設(shè)計教學中存在的 問題 是必要的。對于初學程序設(shè)計的中小學生來說興趣是 學習 的動力，而利用以往的程序設(shè)計媒介很難使初學者 看到程序設(shè)計 應(yīng)用 的效果，體驗成功的樂趣，這是目前程序設(shè)計教學中經(jīng)常出現(xiàn)兩極分化的主要原因。程序是智能機器人的靈魂，讓中學生通過為機器人編程序來學習程序設(shè)計的知識是程序設(shè)計教學入門的最好 方法 。在學習為機器人編寫程序的過程中學生會獲得成功的喜悅、會建立成功的信心，從而取得程序設(shè)計學習的興趣。將智能機器人作為程序設(shè)計學習的載體，會從根本上解決目前程序設(shè)計教學中存在的問題。智能機器人使程序設(shè)計的學習與信息技術(shù)

8、的前沿領(lǐng)域緊密的結(jié)合在一起。智能機器人對學生引發(fā)的程序設(shè)計的興趣還會對算法的學習打下良好的基礎(chǔ)，使學生通過程序設(shè)計更好的學習有關(guān)的算法知識。三、能力培養(yǎng)的綜合平臺學習為智能機器人編寫程序是以智能機器人為平臺的學習 內(nèi)容 之一，在編程序的過程中學生要了解智能機器人的功能、結(jié)構(gòu)和工作原理，并根據(jù)要機器人完成的任務(wù)來編寫程序。學習者要了解機器人的各種傳感器，并通過編程序來控制傳感器，使機器人感知外界的環(huán)境信息，并對感知的信息做出決策和響應(yīng)，以使機器人完成規(guī)定的任務(wù)。學習為機器人編寫程序的過程可以用擬人的方法循序漸進的進行。例如：可以將機器人的硬件看作一個剛剛出生的孩子，而學習為機器人編程序的過程是學

9、生賦予機器人行走、避障、避碰、說話、聽話、觀察等人類行為功能的過程。學生在學習的過程中始終感受著失敗的遺憾和成功的喜悅，對遺憾和喜悅的感受必然形成學習的動力和興趣。智能機器人作為培養(yǎng)學生綜合能力的平臺，除了要具有中學程序設(shè)計教學的程序設(shè)計語言系統(tǒng)和編輯系統(tǒng)。還要有適當?shù)挠布δ?。語言系統(tǒng)應(yīng)該是具有結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計的語言系統(tǒng)，學生在學習編程的過程中要能夠?qū)W到程序設(shè)計的三種基本結(jié)構(gòu)即順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)的功能。硬件要具有很好的可擴充性和可塑性，適合學習有關(guān)的硬件知識，便于培養(yǎng)學生的動手能力。智能機器人融合了多項先進技術(shù)，隨著智能機器人作為學習平臺在中小學教學中的應(yīng)用，會有許多針對中小學生的機

10、器人產(chǎn)品應(yīng)運而生，教育機構(gòu)在選擇教學用機器人的時候，要結(jié)合基礎(chǔ)教育對能力培養(yǎng)的要求來選擇智能機器人學習平臺。智能機器人作為信息技術(shù)教學的內(nèi)容在中學信息技術(shù)教育中出現(xiàn)，會給信息技術(shù)教育帶來新的內(nèi)容、新的思考和新的活力。借助智能機器人學生可以進行多項目的 研究 性學習。智能機器人體現(xiàn)的知識的綜合性，使他不僅會成為信息技術(shù)教育的載體，也會成為中小學課程整合的新載體。四、讓我國中小學信息技術(shù)教育走在世界的前列據(jù)了解一些發(fā)達國家已經(jīng)看好智能機器人教育對未來高 科技 社會 的作用和 影響 ，他們在中小學的信息技術(shù)教育中都不同程度地對學生進行智能機器人知識的教育。在他們的課程中有讓學生認識機器人的教學內(nèi)容。

11、目標是讓學生認識各種由 計算 機控制的機器人的作用。例如，介紹機器人的由來，要求學生搜集各種機器人的圖片、小說或錄像等資料。讓學生分組討論有關(guān)機器人的功用和局限性及可能對人類產(chǎn)生的影響等問題。這些內(nèi)容主要穿插在 科學 概論、社會研究和計算機概論等課程教學中進行。美國教育界普遍確信，信息技術(shù)將在人們的未來生活中扮演十分重要和不可缺少的角色。如果現(xiàn)在的在校學生具有了這方面的素質(zhì)，他們將來可以更容易地適應(yīng)各種技術(shù)革新，也更容易在未來的信息 時代 獲得成功。我國中小學智能機器人教育方興未艾，有識的信息技術(shù)基礎(chǔ)教育的決策者和工作者應(yīng)該抓住這一教育改革創(chuàng)新的先機，將我國的信息技術(shù)教育推進到一個新的水平上。當今的教育是為以后的 經(jīng)濟 和社會 發(fā)展 打基礎(chǔ)的。有超前意識的教育工作者，應(yīng)該關(guān)注經(jīng)濟的發(fā)展趨勢，思考未來社會對人才培養(yǎng)的需求，并為培養(yǎng)高素質(zhì)的人才打好基礎(chǔ)。 參考 資料：1讓智能機器人教育走進中、小學校      沙有威    2001年4月5日2程序設(shè)計教學的新載體智能機器人  沙有威